시간은 왜 흘러가는가 (시간에 관한 거의 모든 과학적 탐구와 최신 정보)

앨런 버딕

저자 앨런 버딕은 <뉴요커>의 수석편집장을 지냈으며 지금도 전속 필진으로 활동하고 있는 과학기자 출신의 저술가. <뉴욕타임스 매거진> <하퍼스><GQ> <베스트 아메리칸 사이언스&네이처 라이팅> 등에 열정적으로 기고하고 있다. 첫 저서인 <아웃 오브 에덴: 생태파괴의 역사(Out of Eden: An Odyssey of Ecological Invasion)>는 2005년 ‘내셔널 북 어워드’ 논픽션 분야 최종심에 올랐으며, 환경 분야의 뛰어난 저술에 수여하는 ‘오버시즈 프레스 클럽 어워드(Overseas Press Club Award)’를 수상했다.

서문---8p

THE HOURS----시간들 19p

THE DAYS---날들 49p

THE PRESENT---현재 139p

WHU TIME FLIES--- 시간은 왜 빨리 가는가 337p

우리가 알고 싶은 시간에 관한 모든 것!
시간의 정체를 유려하게 풀어놓은 과학 에세이
올해 노벨생리의학상 테마 「생체리듬」을 파헤친 화제의 책 !!

시간은 왜 흘러가는가?
단 한 순간도 우리와 떨어질 수 없는 게 시간이지만 우리는 이 간단하고도 도전적인 질문 앞에서 말문이 막히게 된다. 그렇다면 도대체 시간은 과연 무엇인가? 이 질문 역시 만만치 않기는 마찬가지다.
이럴 때는 단순하게 접근해 보는 것도 한 방법이다. 1분 1초가 모여 시간이 형성된다고 생각해 보는 것이다. 그렇다면 1초는 어느 정도 길이의 시간일까? 1초란 시간은 누가 어떻게 정하는 것일까? 전 세계의 수많은 시계들은 어떤 기준으로 1초를 정확하게 조율할까?
1초의 실체 앞에서 허둥대지만 1초의 1000분의 1초라는 짧은 시간도 감지하는 게 인간이다. 우리 몸속 어딘가에 시간을 지각하는 기관이 따로 있는 걸까? 시간을 지각하는 능력은 타고나는 것일까 학습된 결과물일까? 인간의 삶을 좌우하는 생체리듬은 어떻게 형성되는 것일까?
어느 것 하나 속 시원하게 대답할 수 없는 게 바로 시간에 관한 질문이다. 과연 ‘지금’이란 순간은 어느 정도나 길까? 시간은 빨리 흐르기도, 늦게 흐르기도 하는 걸까? 나이가 들수록 시간은 정말로 빨리 흘러가는 것일까?
이 책은 우리가 알고 싶은 시간에 관한 거의 모든 궁금증을 하나하나 풀어나간다. 철학적으로, 문학적, 사변적으로 두리뭉실하게 설명하는 것이 아니라 최신의 과학 정보와 뇌과학 이론, 다양한 실험 결과를 풍부하게 동원한다.
다행히도 노련하고 정통한 과학 저널리스트답게 앨런 버딕은 알기 쉬운 비유와 에세이풍의 유려한 문체로 자신의 경험까지 동원해 가며 ‘시간’의 실체에 다가갈 수 있도록 독자들을 이끈다. 이 책을 읽고 나면 다시는 이전의 방식으로 시계를, 세계를 볼 수 없게 된다.

[책속으로 추가]

따라서 우리는 생체시계를 고려해 하루 중 언제 무슨 일을 할지 스케줄을 짤 수가 있다. 신체의 활동성과 반응능력은 오후 중반에 정점에 이른다. 심장 박동이 가장 활발하고 근육이 가장 강한 시간대는 오후 5시나 6시다. 통증을 느끼는 임계점은 이른 아침에 가장 높기 때문에 치과 수술을 받기에 가장 이상적인 시간대다. 알코올은 밤 10 시와 아침 8시 사이에 가장 천천히 분해된다. 같은 양의 술을 마시더라도 낮보다는 밤에 알코올이 체내에 더 오래 남아 있게 된다는 말이다. 그래서 사람들이 밤에 술을 더 찾게 되는 것이다. 피부 세포는 자정과 새벽 4시 사이에 세포분열이 가장 왕성하게 일어나며, 얼굴의 수염은 밤보다는 낮에 더 빨리 자란다. 따라서 남자들은 저녁보다는 아침에 면도를 하는 것이 더 낫다.
이러한 신체 리듬은 우리의 건강에도 큰 영향을 미친다. 뇌졸중과 심장마비는 아침 늦은 시간에 가장 흔하게 발생하는데 이 시간대에 혈압이 가장 가파르게 상승하기 때문이다. 호르몬 수치는 24시간 주기로 오르내리기 때문에 하루 중 언제 약을 복용하느냐에 따라 효험도 크게 달라진다. 그래서 요즘은 의사들도 약의 투여 시간에 점점 더 많은 신경을 쓰고 있다. 61~62p

생체시계는 기본적으로 -DNA와 단백질 형성 인자 사이에- 약 하루 동안 전개되는 대화다. 이 내재적인 시계는 그 시계를 품고 있는 주체가 무엇이든-사람, 생쥐, 초파리, 꽃 등-간에 24시간이라는 사이클로 계속 째깍거릴 것이다. 설사 이 주체들이 며칠 동안 계속해서 햇빛을 받지 못한 채 깜깜한 어둠 속에 있게 되더라도 그 시계는 24시간을 주기로 계속 작동할 것이다.
생체시계는 햇빛의 주기와 정확하게 일치하지는 않기 때문에 시간이 지날수록 점점 더 태양일(solar day)과 보조를 맞추지 못하게 된다. 그래서 주기적으로 햇빛에 노출이 되어야 생체시계도 리셋이 되며 이를 통해 태양일과 보조를 맞추게 된다. 말하자면 햇빛은 생체시계가 전개하는 대화의 중재자로서, 매 순간은 아니지만 매일 매일 그 대화가 궤도를 벗어나지 않도록 개입하는 것이다. 67p

산모는 아기가 태어나자마자 아기에게 24시간 리듬을 각인시킬 수 있다. 모유에는 트립토판이라는 물질이 들어 있다. 트립토판이 소화되면 멜라토닌을 만들어 내는데, 멜라토닌은 수면을 유도하는 신경화학물질이다. 트립토판은 산모의 24시간 생체리듬에 맞춰 생산되며, 특히 낮 시간에 가장 활발하게 만들어진다. 따라서 아기에게 규칙적으로 모유를 먹이게 되면 아기는 산모의 시간 리듬에 맞춰 수면 사이클이 형성될 뿐 아니라 아기가 자연의 시간 즉, 24시간 생체리듬에 훨씬 빨리 적응하게 되는 것이다. 몇몇 연구 결과들도 모유를 먹는 아기들이 우유를 먹는 아기들보다 더 빨리 안정적인 수면주기에 적응한다는 사실을 보여 주고 있다. 신생아들에게 낮 시간이란 빛을 흡수할 뿐 아니라 모유를 통해 뭔가를 먹어야 하는 시간이다. 85p

지난 2000여 년 동안, 지상에서 가장 뛰어난 정신을 가진 이들은 시간의 참된 본질에 관해 꾸준히 생각해 왔다. 시간은 유한한가, 무한한가? 시간은 연속적인가 불연속적인가? 시간은 강처럼 흐르는가, 아니면 모래시계에서 흘러내리는 모래처럼 작은 조각들로 이루어진 알갱이 같은 것들의 흐름인가? 무엇보다도 ‘현재’란 무엇인가? 지금 이란 과거와 미래 사이에 놓인 한 줄기 순수한 증기(pure vapor)처럼 따로 분리할 수 없는 순간인가, 아니면 측정될 수 있는 순간인가? 측 정될 수 있다면 그 순간, 지금은 지속기간이 얼마나 되는가? 그리고 그 순간들 사이에는 무엇이 놓여 있는가? 한 순간이 다음 순간으로 넘어갈 때는 어떤 식으로 이동이 일어나는가? 지금은 어떤 방식으로 다음(next)이나 나중(later) 혹은 단순히 지금이 아닌(not now)것으로 변하는가? 143p

아우구스티누스는 결국 “시간이란 과거 속으로 미끄러져 가고 있는 것”이라고 주장한다. 그럼에도 불구하고 우리는 시간을 잰다. 우리는 한 음절의 소리가 다른 음절의 소리보다 두 배 더 길다는 것을 입증할 수 있다. 우리는 어떤 사람의 말이 얼마나 지속되는지를 판단할 수가 있다. 그렇다면 우리는 이 시간을 언제 측정하는가. 과거나 미래의 시점에서 측정하는 것이 아니라는 건 분명하다. 존재하지 않는 것을 잴 수는 없기 때문이다. “우리는 그것이 우리 곁을 스치고 지나갈 때만 잴 수 있다.” 즉, 현재 시점에서만 측정할 수 있는 것이다. 그것은 어떻게 가능한가? 어떤 것의 지속기간-하나의 소리가 이어지는 기간, 혹은 하나의 침묵이 이어지는 기간-을, 그것이 완전히 끝나기 전에 어떤 방식으로 잴 수 있는가?
아우구스티누스는 이 패러독스를 통해 하나의 통찰에 이르게 된다. 이 통찰은 워낙 근본적인 것이어서 시간의 개념을 다루는 현대과학이 기정사실로 받아들인다. 즉, 시간이란 마음의 한 속성이라는 것이다. 우리가 하나의 음절이 다른 음절보다 더 긴지 짧은지를 평가 할 때, 실제 발음되는 순간의 음절들을 측정하는 것이 아니라(측정하려고 하는 순간 그 음절들은 이미 존재하지 않는다) 우리의 기억 속에 남은 어떤 것-아우구스티누스의 말을 빌리면 “우리 안에 고정되어 영속적인 어떤 것”-을 측정한다. 음절들은 이미 떠나가 버렸지만 어떤 인상 (impression)은 남아 있으며 그것이 바로 현재다.
아우구스티누스는 우리가 세 개의 시제라고 부르는 것은 실제로는 단 하나라고 말했다. 과거, 현재, 미래는 그 자체로는 존재하지 않는다. 그것들은 우리 마음속에서 모두 현재다. 즉, 과거에 일어난 사건들은 지금 우리의 기억 속에서 존재하며, 현재의 사건들은 바로 지금 우리가 주목하는 것 속에서 존재하며, 앞으로 다가올 사건들도 지금 우리가 품고 있는 기대와 전망 속에서 존재한다. “세 개의 시제 혹은 시간이 있다. 그것은 각각 과거 일들의 현재, 현재 일들의 현재, 미래 일들의 현재이다. 148~149p

시간은 텅 비어 있지 않다. 왜냐하면 우리가 끊임없이 시간을 차지하기(occupy) 때문이다. 우리가 그렇게 시간을 점령하고 있기 때문에 시간을 신뢰할 수 있다. 나는 조용히 눈을 감고 앉아서, 혹은 동이 트기 직전의 시간에 침대에 누워 시간이 흘러가는 것을 응시한다.
‘지금’이라는 순간이 얼마나 긴 시간인지에 관한 연구는 20세기에도 이어졌다. 오늘날의 과학자들은 이와 관련해 두 가지 개념을 구분한다. 하나는 ‘지각하는 순간(perceptual moment)’이다. 이는 거의 동시에 발생하는 사건처럼 보이지만-두 개의 전기불꽃처럼- 실제로는 연속적인 두 사건들 사이의 지속기간이다. 다른 하나는 ‘심리적인 현재(psychological present)’다. 이는 전자보다는 약간 더 긴 것으로, 하나의 사건-드럼 소리 같은-이 펼쳐지는 동안의 시간 간격이다. 전자의 시간 간격은 사람에 따라 90초이기도 하고 0.0045초이기도 하고, 0.2초에서 0.05초 사이이기도 하다. 후자의 경우는 2~3초, 4~5초 혹은 5초 이상이 되기도 한다. 한 그룹의 인지과학자들은 시간 간격을 구분할 수 있는 절대적으로 가장 낮은 한계는 약 0.0045초라고 주장하기도 했다. 188p

“우리는 항상 과거에 살고 있습니다. 더 중요한 것은 우리가 보는 것들의 대부분 즉, 우리가 의식을 통해 지각 하는 것들의 대부분은 ‘반드시 알아야 하는 것(a need-to-know)’과 관련돼 있다는 점입니다. 우리가 모든 것을 볼 수는 없습니다. 우리는 자신에게 가장 도움이 되는 것만 봅니다. 차를 몰고 도로를 달릴 때 우리 뇌는 끊임없이 매순간 ‘지금 빨간색 차는 어디 있지? 파란색 차는 어디 있지?’라고 묻지 않습니다. 대신 ‘지금 차선을 바꿀 수 있을 까? 다른 차가 지나가기 전에 교차로를 통과할 수 있을까?’ 같은 당장 필요한 질문을 던집니다. 우리 뇌는 움직이는 물체에 대해 매 순간 마다 어느 위치에 있는지를 알려고 하지 않습니다. 그럴 필요가 있을 경우에만 움직이는 물체의 순간적인 위치에 신경을 씁니다. 하지만 그런 경우에도 우리는 순간적인 위치를 제대로 알아내지 못합니다.”
플래시지연효과는 뇌가 취하는 두 가지 접근 방법의